Sostenibilità ambientale del GNL: verso la Circular Economy

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1 Qualità dell aria. Gli attori, la normativa e le responsabilità sul territorio Torino 19 settembre 2018 Icon Pin wheel by Domingo Marti from the Noun Project Sostenibilità ambientale del GNL: verso la Circular Economy Sabina Di Franco, Valerio Paolini CNR Istituto Inquinamento Atmosferico (IIA)

2 GNL, GNC, GPL gas by BomSymbols from the Noun Project

3 Gas naturale: decomposizione in milioni di anni di materia organica, (es. plancton e alghe). Metano 95%. Riserve di gas naturale, sotterranee e sottomarine, distribuite in tutto il mondo GNL = forma liquida del gas naturale, al di sotto dei 160 C, Facile da trasportare. Trasparente, inodore, non corrosivo e non tossico. Metano tra 90 e il 99%, inoltre butano, etano e propano. Metano per autotrazione (CNG compressed natural gas): carburante alternativo per automobili, camion e autobus. Diversamente dal GPL (gas di petrolio liquefatto) è composto da metano e non da propano e butano Icon by Atif Arshad Noun Project 3

4 La conversione a livello locale di materia organica fermentabile da rifiuti agricoli, industriali e di ristorazione, rifiuti domestici, ecc. produce biogas. Una volta odorizzato, controllato, dosato e regolata la pressione, il biogas diventa "biometano" o "gas verde". Ha la stessa qualità del gas naturale, può essere iniettato nella rete di alimentazione, poiché è perfettamente adatto a tutti gli usi: riscaldamento, cottura, riscaldamento dell'acqua, ecc.

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6 gas by BomSymbols from the Noun Project

7 Il gas naturale, il biometano e il metano sintetico quasi non contengono particolato (PM) e hanno bassi livelli di emissione di ossidi di azoto (NOx). Il metano come carburante per autoveicoli emette fino al 95% in meno di PM, il 30% in meno di anidride carbonica (CO2) rispetto al petrolio e il 45% in meno del carbone, circa la metà degli ossidi di azoto (NOx) e molto poco biossido di zolfo (SO2). I gas di scarico dei motori a gas naturale sono inoltre privi di altri inquinanti nocivi e cancerogeni.

8 il gas naturale emette meno sostanze inquinanti rispetto ai «tradizionali» combustibili fossili; la tecnologia di liquefazione è efficace per monetizzare le riserve di gas non recuperabili e creare benefici per i paesi in via di sviluppo che lo esportano; le soluzioni fornite sono flessibili e scalabili: il GNL distribuito su piccola scala offre forniture a zone remote mentre la tecnologia di liquefazione può catturare flussi di rifiuti da gas di scarico e discariche

9 Emissioni fuggitive nelle reti di distribuzione il metano è un potente gas serra Questioni relative alla sicurezza dello stoccaggio, distribuzione e trasporto Problemi nelle sedi di estrazione es. fracking e i giacimenti di «shale gas» Gas mask by Bakunetsu Kaitu from the Noun Project

10 pump by Royal Icon from the Noun Project

11 Veicoli con carburanti diversi da diesel, benzina e oli pesanti, obsoleti ed inquinanti Trasporto stradale leggero, pesante, la navigazione e l'industria praticamente senza emissioni di zolfo, con bassi livelli di biossido di azoto e particolato Combustibile «ponte» transizione tra i combustibili fossili e le energie alternative Nel trasporto marittimo, il GNL è già utilizzato come combustibile per le navi sulle vie d'acqua interne e costiere Grafica da G-mobility NGVA EBA: bridge by Dilla Chee from the Noun Project

12 Da brochure biognv clubbiogaz 2013

13 Da G-mobility NGVA EBA:

14 Carburanti fossili alternativi 8% Biocarburanti 3% Benzina, Diesel, Carboturb o 89% Biodiesel 27% GPL 47% Bioetanolo 2% Gas naturale 24% Fonte: elaborazione ISPRA da dati MISE

15 arrow by logan from the Noun Project

16 The goods of today are the resources of tomorrow at the resource prices of yesterday WALTER STAHEL risorse produzione consumo consumo consumo rifiuti Dai rifiuti alle risorse

17 Biometano energie rinnovabili Da bioenergytoday.net Fonte: EEA European Environmental Agency

18 Quanta energia rinnovabile produciamo? Fonte: EC Eurostat 2016 ec.europa.eu/eurostat

19 End users Il ciclo del biogas CO 2 Biomass anaerobic digester biogas CHP electricity Off-gas CO 2 digestate biomethane municipal waste biogas upgrading Modificato da Valerio Paolini

20 Da cosa si produce il biogas? FORSU (=umido) Acque reflue Deiezioni animali Biomasse vegetali Reflui dell industria alimentare (frantoi, caseifici) materiali da cui ricavare energia e nutrienti Alta temperatura Ossigeno (aer/anaer) Recupero energia Recupero nutrienti Compostaggio No (biologico) Sì No Sì Digestione anaerobica No (biologico) No Sì (sì) Combustione Sì Sì Sì No Gassificazione Sì No Sì (sì)

21 Energia potenziale da biogas Paolini et al (2018) J Environ Sci Health A 53: Scenari in Italia ENEA 2016 tra 3 e 7 miliardi di m3/anno Confagricoltura, SNAM e CIB = 8 miliardi di m3/anno

22 Biogas: cosa contiene? metano (40 75%) e CO 2 (15 60%) Altri componenti (rimossi prima dell uso): Acqua (5 10%), H 2 S ( %), Azoto (0 2%) Ammoniaca (<1%), Ossigeno (0 1%), Monossido di carbonio (<0.6%), Composti organici alogenati (<0.6%), Silossani (<0.02%) Andriani et al (2014) Appl Biochem Biotechnol

23 Biomassa Biogas Biometano upgrading Water/amine absorption Pressure swing adsorption. Membrane separation Cryogenic upgrading Hoyer et al, Energiforsk report (2016) offgas

24 Grazie! Sabina Di Franco - sabina.difranco@iia.cnr.it Valerio Paolini - valerio.paolini@iia.cnr.it Photo by Scott Webb - Unsplash